Was ist die Lichtgeschwindigkeit?

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum beträgt exakt c = 299.792.458 m/s (etwa 3 × 10⁸ m/s). Alle elektromagnetischen Wellen (Radio, sichtbares Licht, Röntgenstrahlung) breiten sich im Vakuum mit dieser Geschwindigkeit aus, werden jedoch in anderen Medien leicht langsamer.

Wellengeschwindigkeit Rechner

Lösen Sie v = f × λ nach Wellengeschwindigkeit, Frequenz oder Wellenlänge auf. Unterstützt Schall, Licht, Funkwellen und mehr — mit Medium-Voreinstellungen und abgeleiteten Größen.

Berechnen:

Vorlagen:

Medium Voreinstellung

Wellengeschwindigkeit (v)

Frequenz (f)

Wellenlänge (λ)

Geben Sie zwei bekannte Werte ein — der dritte wird automatisch berechnet.

Was ist eine Welle?

Eine Welle ist eine Störung, die Energie durch ein Medium (oder im Falle elektromagnetischer Wellen durch den Raum) überträgt, ohne das Medium selbst dauerhaft zu verschieben. Wellen zeichnen sich durch Wellenlänge, Frequenz, Amplitude und Geschwindigkeit aus.

Beispiele hierfür sind Schallwellen (Druckstörungen in der Luft), Wasserwellen (Oberflächenschwingungen), elektromagnetische Wellen (Licht, Radio, Röntgenstrahlung) und seismische Wellen (Vibrationen in der Erdkruste).

Die Wellengleichung v = fλ

Geschwindigkeit Berechnen

v = f × λ

Gegeben sind Frequenz und Wellenlänge.

Frequenz Berechnen

f = v / λ

Gegeben sind Geschwindigkeit und Wellenlänge.

Wellenlänge Berechnen

λ = v / f

Gegeben sind Geschwindigkeit und Frequenz.

Periode: T = 1/f

Kreisfrequenz: ω = 2πf

Wellenzahl: k = 2π/λ

Geschwindigkeit gängiger Wellen

Welle / Medium	Geschwindigkeit (m/s)	Anmerkungen
Schall in Luft (20°C)	343	Steigt ~0,6 m/s pro °C
Schall in Luft (0°C)	331	Referenzwert bei 0°C trockener Luft
Schall in Süßwasser	1.480	Bei 20°C
Schall in Meerwasser	1.520	Variiert mit Salzgehalt/Tiefe
Schall in Stahl	5.960	Longitudinalwelle
Ultraschall im Gewebe	1.540	In der medizinischen Bildgebung verwendet
Licht im Vakuum (c)	299.792.458	Exakt nach Definition
Licht in Glas	~200.000.000	Abhängig vom Brechungsindex
Meeresoberflächenwelle	5–30	Abhängig von Tiefe/Wellenlänge

EM-Spektrum Referenz

Typ	Frequenzbereich	Wellenlängenbereich
Radio	< 300 MHz	> 1 m
Mikrowelle	300 MHz – 300 GHz	1 mm – 1 m
Infrarot (IR)	300 GHz – 430 THz	700 nm – 1 mm
Sichtbares Licht	430 – 770 THz	390 – 700 nm
Ultraviolett (UV)	770 THz – 30 PHz	10 – 400 nm
Röntgenstrahlung	30 PHz – 30 EHz	0,01 – 10 nm
Gammastrahlung	> 30 EHz	< 0,01 nm

Berechnungsbeispiele

Beispiel 1 — Mittleres C in Luft

v = 343 m/s, f = 261,6 Hz

λ = v / f = 343 / 261,6

λ = 1,311 m

Beispiel 2 — Rotes Licht (700 nm)

v = 299.792.458 m/s, λ = 700 nm

f = v / λ = 2,998×10⁸ / 7×10⁻⁷

f ≈ 428,3 THz

Beispiel 3 — FM Radio 100 MHz

v = c, f = 100 MHz = 10⁸ Hz

λ = 2,998×10⁸ / 10⁸

λ ≈ 3,0 m

Beispiel 4 — Wellengeschwindigkeit finden

f = 200 Hz, λ = 1,715 m

v = f × λ = 200 × 1,715

v = 343 m/s (Schall in Luft)

Häufig gestellte Fragen

Die Wellengeschwindigkeit ist die Rate, mit der sich eine Störung durch ein Medium ausbreitet. Sie wird in Metern pro Sekunde (m/s) gemessen und durch die Gleichung v = f × λ bestimmt, wobei f die Frequenz und λ die Wellenlänge ist.

Nein — für die meisten Wellen in einem gegebenen Medium ist die Wellengeschwindigkeit eine Eigenschaft des Mediums, nicht der Frequenz. Eine Änderung der Frequenz ändert die Wellenlänge proportional, sodass das Produkt v = fλ konstant bleibt. Bei Licht in einem dispersiven Medium kann die Geschwindigkeit leicht mit der Frequenz variieren (Dispersion).

Die Schallgeschwindigkeit in trockener Luft bei 20°C beträgt etwa 343 m/s (etwa 1235 km/h). Sie steigt mit der Temperatur: etwa 0,6 m/s für jeden Grad Celsius. In Luft bei 0°C beträgt sie etwa 331 m/s.

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum beträgt exakt c = 299.792.458 m/s (etwa 3 × 10⁸ m/s). Alle elektromagnetischen Wellen breiten sich im Vakuum mit dieser Geschwindigkeit aus, werden jedoch in anderen Medien leicht langsamer.

Verwenden Sie λ = v / f. Für eine Radiowelle bei 100 MHz im Vakuum: λ = 299.792.458 / 100.000.000 = 2,998 m ≈ 3 m. Für Schall bei 1000 Hz in Luft (343 m/s): λ = 343 / 1000 = 0,343 m = 34,3 cm.

Transversalwellen schwingen senkrecht zu ihrer Ausbreitungsrichtung (z.B. Licht, Wasserwellen). Longitudinalwellen schwingen parallel zu ihrer Ausbreitungsrichtung durch Verdichtungen und Verdünnungen (z.B. Schall, seismische P-Wellen). Beide gehorchen v = fλ.

Die Schallgeschwindigkeit hängt vom Kompressionsmodul (Steifigkeit) und der Dichte des Mediums ab: v = √(K/ρ). Wasser ist viel steifer (höherer Kompressionsmodul) als Luft, was die höhere Dichte mehr als ausgleicht. Schall breitet sich in Wasser mit ~1480 m/s aus, in Luft mit ~343 m/s.

Periode T (Sekunden) und Frequenz f (Hz) sind Kehrwerte: T = 1/f und f = 1/T. Eine 100-Hz-Welle vollzieht 100 Zyklen pro Sekunde, also beträgt ihre Periode 0,01 s = 10 ms. Eine Meereswelle mit 0,1 Hz hat eine Periode von 10 Sekunden.